بخشی از مقاله
طراحي شبکه جمع آوري فاضلاب به کمک نرم افزارهاي Arc GIS و Sewer Gems
چکيده :
در این تحقيق کاربرد نرم افزار ArcGIS در تعیین اطلاعات مور ياز براي طراحي جهت تحلیل شبکه جمع آوري و انتقال فاضلاب توسط نرم افزار sewer gems درمنطقه مسکن مهر واقع در شهر سمنان مورد بررسي قرارگرفته است .
اطلاعات مورد يازبراي طراحي شامل طول لوله فاضلابرو،مساحت سطوح فاضلاب گير ودرون يابي رق م ارتفاعي زمين درمحل آدمروهاازطريق نرم افزار ArcGIS تعیین گر ديد.
سپس اطلاعات مرتبط با ويژگيهاي توپوگرافي ،واطلاعات آماري (مانند جمعيت وسرانه هاي آب وفاضلاب ) منطقه جغرافیایی موردنظر تهيه شد. این اطلاعات مبناي طراحي شبکه فاضلاب ميباشد .با استفاده ازاطلاعات خ وجي ازنرم افزار ArcGIS و تحلیل اطلاعات به سيله برنامه sewer gems انجام گرفت . نتايج این تحقيق نشان داده ، کاربرد نرم افزار ArcGIS و برنامه Sewer gems موجب فراهم ساختن تسهيلات و دقت و سرعت درطراحي شبکه فاضلاب شده است .
کليد واژه ها: Sewer Gems، Arc GIS ،طراحي شبکه فاضلاب
۱- مقدمه :
طرح هاي جمع آوري فاضلاب باتوجه به مزاياي فراوان آن ، دستيابي به اهداف مهم زيست محيطي را ممکن ميسازدو این امربابرنامه يزي جامع ميسرمي گردد.
ازآن جاکه هزينه اجراي شبکه هاي فاضلاب به ويژه براي شهرهاي بزرگ بسيار زياداس ،هرگونه بهينه سازي در فرایندطراحي شبکه هاي فاضلاب مانند به کاگيري سيستم اطلاعات جغرافیایی ،(GIS) موجب کاهش هزينه ها و صرفه جويي سرمايه خواهد شد. سيستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) ابزاري برايذخيره ،نگه داري،مديريت وتجزيه وتحلیل اطلاعات جغرافیایی ميباشد وجهت ارکردن هم زمان با داده هايي ه وابستگي مکاني (جغ افيايي) وتوصيفي دارند،طراحيشده است .
درتحقيق حاض ،ازنرم افزار ArcGIS به منظور تهيه وتأمين داده هاي مکاني و غيرمکاني (توصيفي)مورد نياز براي طراحيشبکه فاضلاب استفاده شده است . سپس با استفاده ازبرنامه sewergems ،تحلیل شبکه فاضلاب انجم گرفته است .
۲- مواد و روشها
طراحي شبکه فاضلاب شامل انتخاب طرح شبکه و طراحي هيدروليکي ميباشد. درطراحي شبکه فاضلاب ابتدا طرح آن تهيه شدسپس با استفاده ازطرح تهيه شده ، اقدام به طراحي هيدروليکي شبکه گردید. براي تهيه طرح ،يکي از مسيرها به عنوان مسيراصلي وبقيه به عنوان مسيرهاي فرعي درنظرگرفته شد. به فرایند انتخاب م ير،تهيه طرح گفته ميشود. با توجه به پيشرفت هايي که در زمينه روش هاي علمي تهيه طرح اصلي شبکه فاضلاب صورت گرفته است ، استفاده از تجربه هنوزسهم به سزايي در این زمينه دارد. نکته مهم در طراحي هيدروليکي ، رعايت ضوابط فني و قيودطراحي ميباشد که موجب طراحي صحيح شبکه فاضلاب ميگردد. هدف از شبکه فاضلاب انتخاب قطر و شيب مناسبي است که در آن ، شرايط هيدروليکي مطلوب طراحي تأمين شده باشد.
تغييردرهريک ازعناصرشبکه جمع آوري (لوله هاازنظرقطرو عمق نصب يابه عبارت ديگر شيب مجرا)باعث تغيير درساير عناصر ميگرددبه طوري که کليه تغييرات به گونه اي خواهد بود که شبکه زنظرفنّي و اقتصادي درشرايط مطلوب قرا گيرد.
در این تحقي ،مطالعه موردي برروي نقشه رقومي مسکن مهر در شهر سمنان صورت گرفته است . نقشه رقومي بامقياس يک هزارم (۱:۱۰۰۰)منطقه موردمطالعه به صورت فايل اتوکدي ازشرکت مشاورتهيه گردید که نقشه مذک رداراي کُد ارتفاعي ميباشد.
از ويژگيهاي جغرافیایی منطقه موردمطالعه ، توپوگرافي تقريباً يکنواخت ميباشد. برخي خصوصيات منطقه مذک ربه شرح زير است . -مساحت منطقه مورد نظر ۸۰هکتار مي باشد.
-این منطقه براي جمعيت ۲۴۰۰۰نفر در حال ساخت است .
-نفوذ پذيري خاک منطقه ،بسيار ناچيز است .
به طور کلی مراحل انجام تحقيق به شرح ذيل مي باشد:
وروداطلاعات به نرم افزار ArcGISاطلاعات ورودي به نرم افزار ArcGIS شامل نقشه منطقه موردمطالعه : برروي نقشه منطقه موردمطالعه مقياس يک هزارم (۱:۱۰۰۰)اجزاي زير تعیین گردید.
مسيريابي براي لوله گذاري درمعابر و خيابان ها (بط ورتجربي و باتوجه به کوتاه ترين مسيردرجهت شيب عمومي شهر تعیین گردید.)
شيب عمومي منطقه باتوجه به کُد (رق )ارتفاعي تعیین شده ازرق م ارتفاعي بيشتربه رق م ارتفاعي کمترمشخص شده است . همچنين مسيرلوله گذاري درجهت شيب عمومي منطقه ميباشدکه باعلامت پيکان مشخص گردیده است .
تعیین شماره لوله فاضلابرو :هرلوله فاضلابروبا يک شماره ،شناسايي شده است . شماره گذاري لوله ها سليقه اي بوده و ترتيب خاصي برآن حاکم نميباشد ولي ازنظروج دنظم درشماره گذاري،بهتر است ترتيب خاصي درنظرگرفته ش دتادرموقع لزوم دسترسي به آن هابه راحتي صورت يرد.
خروج اطلاعات ازنرم افزار ArcGIS
اطلاعات خروجي ازنرم افزار ،ArcGIS شامل پارامترهاي مورد نياز زيربراي طراحي ميباشد:
تعیین طول لوله فاضلابرو:منظ رازطول لوله فاضلابرو،طول جزئي ازشبکه فاضلاب است که بين دوآدمروواقع شده است . مقاديرعددي طول لوله هاي فاضلابرو،در لايه اطلاعاتيLength Line موج دميباشد.
تعیین مساحت تحت پوشش هرفاضلابرو:مقاديرعددي مساحت سطوح فاضلاب گيردر لايه اطلاعاتي Area موجود ميباشد.
تعیین رق م ارتفاعي زمين درمحل آدمرو:تعیین رق م ارتفاعي درمنه ل هايي که فاقد کد ارتفاعي ميباشن ،ازطريق درون يابيِ نزديک ترين رقوم ارتفاعي نسبت به آن هاصورت گرفته است . هدف از مشخص نمودن رق م ارتفاعي زمين ، تعیین شيب خيابان هاوکوچه ها ونهايتا شيب کلي منطقه ميباشد.
مقاديرعددي رق م ارتفاعي زمين درمحل آدمروها،در لايه اطلاعاتي Roghom Manhol موجودميباشد.
نتايج برنامه Arc GIS:
(تعداد منهولهاي این تحقيق ۱۴۴و تعداد لوله هاي آن ۱۴۵عدد مي باشد که در اینجا تنها نتايج ۱۶لوله اول آمده .)
معرفي نرم افزار SEWER GEMS
بعد از برنامه هاي Sewer ،Egout وSewerCAD پيشرفته ترين و قدرتمند ترين نرم افزار طراحي شبکه هاي فاضلاب در قالب برنامه SewerGEMS ارائه شده است .این برنامه در واقع همان نسخه ارتقا يافته نرم افزار SewerCAD مي باشد.
براي برداشته شدن و حذف محاسبات دستي مربوط به برداشت جغرافيايي که اغلب وقت گير و خسته کننده مي باشد، نرم افزار SewerGems طراحي و ارائه گشته است که با قابليت پشتيباني با نرم افزار اطلاعات جغرافيايي ArcGIS توانايي انجام و انتقال نتايج حاصل از محاسبات جغرافيايي را دارا مي باشد.
تمام کارايي برنامه SewerCadدر برنامه SewerGemsموجود مي باشد و علاوه بر آن فناوري محاسبه و گزارش مقدار هزينه هاي اجرايي و هزينه مصرف انرژي در آن موجود مي باشد.
توانمندي هاي مهم نرم افزار SewerGEMS SewerGEMS يک نرم افزار قدرتمند براي شبيه سازي ومدل کردن شبکه هاي پيچيده ي جمع آوري فاضلاب مي باشد. این نرم افزار مي تواند شبکه را به صورت پايا ( حالت ثابت ) و يا حالت پويا ( پريود گسترده ) شبيه سازي نمايد و يکي از ابزارهاي قدرتمند و چند بعدي ، مديريت سناريو مي باشد.
براي ايجاد شبکه مي توانيد از عناصر مختلف که شامل منهول ، مخزن ذخيره ، پمپ ، لوله ها، انشعابات و... هستند، استفاده نماييد.
شبيه سازي شبکه براي دوره ي زماني ؛ شبيه سازي شبکه ي جمع آوري براي ساعات مختلف شبانه روز را ارائه مي دهد
SewerGEMS همچنين ، مديريت يک سناريوي اعمالي از سوي فرد طراح را براي شالوده بندي يک شبکه با امکان متره وبرآورد، اعمال تنظيمات ودريافت ديتا و اطلاعات از ساير نرم افزارها را فراهم مي سازد .
این نرم افزار قابليت برقراري ارتباط با نرم افزارهاي مختلف از جمله اتوکد، مجوعه نرم افزار هاي ArcGIS ومجموعه نرم افزار هاي Office را دارد .
استفاده از نرم افزار SewerGEMS مي توانيد شبکه را به صورت شماتيک يا داراي مقياس ايجاد نماييد.
در ترسيم شبکه ي جمع آوري، این نرم افزار به صورت خودکار لوله ها، منهولهاو ساير عناصر را نام گذاري مي کند ايجاديک مدل از شبکه با استفاده از ديتا هاي GIS؛ کاربرد اطلاعات GIS در شبکه ي جمع آوري فاضلاب که شامل دريافت اطلاعات و بارگذاري ديتاهاي تلفيق شده و ديتاهاي ارتفاعي و سفارشي ساختن چگونگي نمايش نتايج مي شود.
يکي از ابزارهاي قدرتمند و چند بعدي ، مديريت سناريومي باشد. سناريو در واقع محاسبات مربوط به سوال : اگر این صورت شد؟ را انجام مي دهد.
يک سناريو از چندين گروه از آلترناتيوها تشکيل شده است ، آلترناتيو گروهي از ديتاهاي مدل واقعي هستند؛ اگر شما بخواهيد چندين طراحي و مقايسه را براي نتايج به دست آمده را داشته باشيد مي توانيد از چندين آلترناتيو استفاده نماييد.
يک ويژگي مهم براي همه ي نرم افزارهاي شبکه ي جمع آوري فاضلاب ، توانايي ارائه ي واضح نتايج مي باشد.
Report (گزارش :نمايش و تهيه پرينت از اطلاعات براي همه يا تعدادي از عناصر در شبکه
Tabular Report (گزارش طي جدول ):براي مشاهده ، ويرايش و انتخاب ديتاها که طي يک جدول ارائه خواهند شد.
Profile ( پروفيل ):براي نمايش گرافيکي از يک نماي برشي (نيمرخ ) و همچنين نمايش نيمرخ هيدروليکي
Contonring (خطوط هم ارزش ):ترسيم و نمايش خطوط هم ارزش براي موضوع انتخابي
Element Annotation (حاشيه نويسي براي عناصر):به منظور درج اطلاعات خروجي و نمايش پويا از موارد تغييرپذير مربوط به عناصر شبکه
Color Coding (علامت گذاري با رنگها):به منظور اختصاص رنگها بر اساس حدود تغييرات مربوط به عناصر، از این
ابزار استفاده مي کنيم .علامت گذاري با رنگها يک ابزار مفيد براي تشخيص و نحوه ي عملکرد شبکه مي باشد .
